Vodena otopina sumporne kiseline je svaka mješavina sumporne kiseline i vode i najčešći je način prodaje kiseline. Latinska riječ za vodu je aqua, odakle dolazi i izraz vodeni. Sumporna kiselina, ili H2SO4, naširoko se koristi u kemijskoj obradi, za baterije i kao sredstvo za dehidraciju za uklanjanje vode iz drugih materijala.
Kada se sumporna kiselina pomiješa s vodom, atomi vodika postaju ioni, što znači da se odvajaju od molekule kiseline, razvijaju mali električni naboj i dostupni su za reakciju s drugim molekulama. Budući da se u svakoj molekuli nalaze dva atoma vodika, sumporna kiselina se naziva dvobazna kiselina. Proces ionizacije zahtijeva prisutnost vode, pa se većina kemijske obrade koristi vodenom otopinom sumporne kiseline.
Postoji toliki afinitet ili snažna privlačnost sumporne kiseline za vodu da se jaka kiselina može koristiti za sušenje drugih kemikalija. To je poznato kao dehidracija, što dolazi od hidro, grčke riječi za vodu. Kako kiselina apsorbira vodu, postaje slabija vodena otopina sumporne kiseline, te je na kraju treba zamijeniti svježom kiselinom ili regenerirati u jaku kiselinu. Dodavanje sumporne kiseline vodi stvara veliku količinu topline, koju je potrebno kontrolirati kako bi se spriječilo vrenje smjese.
Postoje dva primarna komercijalna načina za stvaranje sumporne kiseline, olovna komora i kontaktni procesi. Izumljen 1700-ih, proces olovne komore koristi reakciju sumpora i kalijevog nitrata, ili salitre, s parom u reaktoru obloženom olovom kako bi se dobio sumporov trioksid. Sumporni trioksid se može otopiti u vodi da nastane vodena otopina sumporne kiseline, tipično s koncentracijama od oko 70% kiseline.
U 1830-ima izumljen je kontaktni proces za stvaranje kiseline koja je više koncentrirana. Ovaj proces koristi metalni katalizator koji je skup za proizvodnju, ali može stvoriti koncentraciju kiseline do 98%. To se naziva koncentrirana kiselina i općenito je omiljena metoda proizvodnje u 20. i 21. stoljeću.
Vodena otopina sumporne kiseline uobičajena je sirovina za proizvodnju gnojiva, drugih kemijskih međuproizvoda i olovnih akumulatora za vozila. Od početka 20. stoljeća, baterije izrađene od olovnih ploča suspendiranih u otopini sumporne kiseline bile su uobičajen način proizvodnje električne energije za vozila, brodove i zrakoplove. Olovo reagira s otopinom kiseline, stvarajući molekularne ione koji stvaraju električnu struju.
Kako baterija stvara energiju, olovo i kiselina reagiraju i tvore olovni sulfat, bijeli prah koji se skuplja na dnu baterije. Ove su baterije punjive, što znači da će električna struja poslana kroz bateriju preokrenuti ovu reakciju i omogućiti ponovno taloženje olova na pločama. Kako se punjenje nastavlja, sulfatni ioni će formirati sumpornu kiselinu, koja će stvoriti koncentriraniju smjesu u bateriji i osigurati više električne energije kada je to potrebno.